1- DESCRIPTION

Chaque détonateur se compose d’un tube d’alumi-nium de 7,5 mm de diamètre obturé par un bouchonen P.V.C. serti sur le tube. Ce bouchon est traversépar 2 �ls électriques isolés accolés l’un à l’autre(appelés aussi tige du détonateur).

Le détonateur contient une charge de pentrite, unepastille d’azoture de plomb et une tête d’allumage.Cette dernière se compose d’un �lament relié auxdeux �ls électriques et noyé dans une perle depoudre d’allumage (�g. 1).

Lorsque le courant électrique traverse le �lament,celui-ci rougit et en�amme la perle d’allumage cequi provoque instantanément l’explosion du détona-teur.

Dans les détonateurs électriques à retard un cordonde poudre comprimée dont la longueur varie avec lenuméro du retard, ainsi que l’explosif primaire, sontplacés dans un tube relais à l’intérieur du détona-teur et intercalés entre la perle d’allumage et l’ex-plosif secondaire (�g. 2).

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Tour Amboise204, rond-point du Pont-de-Sèvres92516 BOULOGNE-BILLANCOURT CEDEXTél. : 01 46 09 26 91Tél. : 08 25 03 50 50Fax : 01 46 09 27 40

Fiche de sécuritéD5 F 01 91

Détonateurs électriques

OBJET : Description, variétés, caractéristiques, sécurité dans l’utilisation.

Fig. 1 Fig. 2

Edition novembre 2002.

Le retard entre la mise à feu et l’explosion du déto-nateur est égal à la durée de la combustion de cecordon de poudre. Il est donc proportionnel à salongueur.

Une petite plaquette en plastique fixée sur la tigedes détonateurs indique le numéro du retard. Lesdétonateurs instantanés portent le numéro 0.

2 - CARACTERISTIQUES (1)

2.1 - Caractéristiques communes à tous lesdétonateurs

2.1.1 - Charges explosives

Les détonateurs utilisés pour amorcer les explosifsbrisants couramment utilisés dans le bâtiment et lestravaux publics doivent avoir une puissance explo-sive au moins égale à celle d’une charge de 2grammes de fulminate de mercure pur.

Cette charge est actuellement de 0,6 gramme depentrite comprimée.

2.1.2 - Longueur des tiges

Les longueurs utilisées le plus couramment sont de3 ou 4 m, mais les détonateurs peuvent aussi êtrelivrés avec des tiges de 2,5 m, 3,5 m, 5, 6, 7, 8, 10,12, 20, 30, 50 et 100 m.

Pour les 5 dernières longueurs, utilisées essentielle-ment pour l’amorçage fond de trou des mines pro-fondes verticales, les tiges sont enroulées sur unebobine (fig. 3).

Les détonateurs sont livrés avec les deux fils acco-lés sur toute leur longueur avec à 5 cm de l’extrémi-té de la tige, une partie prédénudée de 5 mm quipermet de faire les connexions en laissant les extré-mités isolées (fig. 4).

Ce mode de fabrication dispense de l’obligation decourt-circuiter les extrémités des fils pendant lapériode comprise entre la sortie du dépôt et la réali-sation du circuit de tir et diminue considérablementle risque de contact des connexions avec desmasses métalliques sous tension.

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(1) Les caractéristiques contenues dans ce chapitre ne concernent queles détonateurs de fabrication française (95 % de la consommationnationale).

� Fig. 3

� Fig. 4

Remarque : Ces deux caractéristiques (temps defonctionnement et sensibilité électrique) peuvent êtrecombinées entre elles sur un même détonateur.L’utilisateur a donc à sa disposition 9 modèles diffé-rents et il est important qu’il choisisse celui quirépond le mieux au travail à exécuter.

2.2.3 - Résistance électriqueLa résistance d’un détonateur dépend de la résis-tance du filament de la perle d’allumage (doncdépend de la sensibilité électrique) et des caracté-ristiques de la tige (longueur et diamètre des fils).Cette résistance est indiquée sur l’emballage.

A titre d’exemple pour un détonateur ayant une tigede 3 m de longueur sa résistance est de 0,96 ohmen moyenne intensité et de 0,56 ohm en hauteintensité.

2.2.4 - Identification des différents types dedétonateurs

Elle se fait à l’aide des couleurs de l’isolant desdeux fils électriques. Elle est basée sur le principesuivant :

- un des fils a une couleur liée à la sensibilité élec-trique

couleur verte = moyenne intensité

couleur blanche = haute intensité

couleur bleue = super haute intensité

- l’autre fil a une couleur liée au temps de fonction-nement

couleur rouge = instantané (n° 0)

couleur rose = micro retard

couleur jaune = retard ordinaire

Le tableau ci-dessous permet l’identification den’importe quel type de détonateur.

2.2 - Caractéristiques spécifiques à chaque typede détonateur

2.2.1 - Temps de fonctionnement

Au point de vue temps de fonctionnement il existe 3catégories de détonateurs :

• Détonateurs instantanés

Ils détonnent dans un délai de 2 à 3 millisecondesaprès le lancement du courant dans le circuit de tir.

• Détonateurs à retard ordinaire

Chaque détonateur est affecté d’un numéro et fonc-tionne avec un décalage d’une demi-seconde parrapport au numéro voisin.

Les numéros s’échelonnent de 0 à 12.

Cela permet donc de mettre à feu, de demi-secon-de en demi-seconde, des ensembles de minesamorcés avec des détonateurs de même numéro.

• Détonateurs à micro-retard (appelés égale-ment à court retard).

Le principe est le même que pour les détonateurs àretard ordinaire mais le décalage n’est que de 25millièmes de seconde.

Les numéros d’une même série s’échelonnent de 0à 20.

2.2.2 - Sensibilité électrique

Au point de vue sensibilité électrique il existe 3types de détonateurs : les détonateurs moyenneintensité, haute intensité et très haute intensité (1)

En France, il est d’usage de définir pour chaquetype de détonateur 3 intensités d’allumage :

Io Intensité au-dessous de laquelle il n’y a jamaisallumage

I1 Intensité au-dessus de laquelle il y a toujours allu-mage

In Intensité au-dessus de laquelle il y a toujours allu-mage d’un grand nombre de détonateurs montés ensérie.

Le tableau ci-dessous donne, en ampères, la valeurde ces trois intensités d’allumage pour chaque typede détonateur.

(1) Il existe aussi des détonateurs basse intensité (I1 = 0,37 A), mais ilsne sont plus maintenant utilisés que dans les mines de combustiblesminéraux solides où l’utilisation des détonateurs H.I. est interdite. Eneffet les exploseurs nécessaires à l’initiation des détonateurs H.I.engendrent des différences de potentiel importantes pouvant faire jaillirdes étincelles dangereuses dans une atmosphère explosive.

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3 - CHOIX DU DETONATEUR EN FONCTION DE LA NATURE DU TRAVAIL A EFFECTUER

Lorsqu’il s’agit d’amorcer une mine isolée ou detirer une volée de quelques mines peu chargées, lesdétonateurs instantanés conviennent parfaitement(pétardage par exemple). Par contre, dès qu’il s’agit

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de tirer en une seule fois un grand nombre de mines(tir de carrière) ou d’attaquer à l’explosif un massifrocheux ne présentant qu’une seule surface dedégagement (tir en galerie ou en puits) l’utilisationde détonateurs à retard ou à micro-retard est indis-pensable.

Ils permettent à l’explosif de travailler d’une façonbeaucoup plus rationnelle et limitent les ébranle-ments provoqués par le tir.

D’une façon générale, les retards ordinaires sontplutôt utilisés dans les souterrains alors que lesmicro-retards sont utilisés à ciel ouvert pour dimi-nuer les risques de projections.

Cependant, dans les tirs en galerie comportant ungrand nombre de mines, il est possible d’utiliserdans une même volée des détonateurs à retardordinaires et des micro-retards de même sensibilitéafin d’augmenter le nombre de retards dont on dis-pose. Les micro-retards sont employés pour le bou-chon et les retards ordinaires pour les mines dedégraissage.

Remarque : Les temps de fonctionnement d’undétonateur électrique à retard augmente avec levieillissement. C’est la raison pour laquelle la datede fabrication est inscrite sur l’emballage. Il estrecommandé de ne pas utiliser les détonateursayant plus de 2 ans et de ne pas mélanger dans unemême volée des détonateurs ayant plus d’un an dedifférence d’âge.

4 - RISQUES ET MOYENS DE PREVENTION

Tous les risques peuvent être regroupés en deuxcatégories :

- fonctionnement intempestif en dehors des condi-tions normales d’utilisation.

- non-fonctionnement au moment voulu (ratés de tirsusceptibles de provoquer des accidents).

4.1 - Fonctionnement intempestif

4.1.1 - Causes mécaniquesLes causes mécaniques suivantes peuvent mettre ànu une des parties sensibles d’un détonateur etprovoquer son fonctionnement :

- traction sur les tiges (ou fils),

- choc violent,

- écrasement.

Pour se garantir contre ces dangers, il convient deprendre les précautions suivantes :

- dévider l’écheveau de la tige au dernier momenten évitant toute traction perpendiculaire à l’axe dudétonateur.

- Préparer dans la cartouche-amorce un logementsuffisamment profond (avec une pointe en cuivre ouen bois) pour que le détonateur y rentre complète-ment et sans forcer.

- solidariser la cartouche et le détonateur d’unefaçon telle que toute traction fortuite au cours duchargement ne se transmette pas au détonateur.

- dans les coffres de transport éviter le coincementdes détonateurs sous le couvercle ou dans sescharnières.

- prendre toutes précautions pour éviter les chocsdans toutes les phases de mise en œuvre.

4.1.2 - Causes électriques

Elles peuvent provenir d’un courant électrique circu-lant involontairement dans la tige et la tête del’amorce ou bien d’étincelles provenant d’unedécharge électrostatique entre l’enveloppe d’unepart et l’ensemble filament-tige d’autre part.

Les courants électriques peuvent provenir :

- d’un défaut d’isolement d’installations ou enginsélectriques,

- de potentiels différents pouvant exister entre deuxpoints du terrain avec lesquels les fils du détonateurrentrent en contact,

- de potentiels différents entre le terrain et desmasses métalliques sous tension (conducteur detraction électrique),

- de potentiels différents pouvant exister entre leterrain et des masses métalliques non reliées à laterre et mises accidentellement sous tension (cana-lisation, soutènement suspendu, etc).

Les décharges électrostatiques peuvent provenir :

- de frottements en milieu sec (bourroir en matièreplastique) - de phénomènes de dissipation dans lesol de la foudre ou de courant haute fréquence.

La pratique du tir électrique nécessite donc desprécautions particulières lorsque l’on travaille :

- à proximité immédiate de n’importe quel appa-reillage électrique sous tension,

- à proximité immédiate de voies ferrées électrifiées,de lignes de transport de courant, d’émetteurs radioou radars puissants,

- dans les travaux souterrains toujours humides etfortement électrifiés,

- sur les chantiers où l’on peut craindre des tem-pêtes de sable,

- lorsque l’on utilise des bourroirs pneumatiques,

- par temps d’orage.

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- ne jamais mélanger dans une même volée desdétonateurs électriques de provenances différentes(fabricants différents) ou de sensibilités électriquesdifférentes (MI et HI) ;

- connecter les détonateurs d’une même volée ensérie pour qu’ils soient tous excités ensemble d’unemanière identique. Le branchement en parallèlen’est pas interdit, mais il doit être étudié par un spé-cialiste afin de bien équilibrer les résistances desensembles montés en parallèle ;

- soigner les connexions entre détonateurs et avecla ligne de tir (les isoler entre elles et avec le terrainde façon à éviter les courants dérivés) ;

- vérifier avant le tir le bon fonctionnement et lapuissance de l’exploseur. Chaque exploseur estagréé pour une résistance maximum du circuit de tirfonction du type de détonateur utilisé.

Exemple :

- les possibilités de tir de l’exploseur à condensa-teur SCHAFFLER type 922 (1) (fig. 5) sont les sui-vantes :

• Avec des détonateurs MI (In = 1,70 A)

Résistance totale maximum du circuit (ligne de tircomprise) : 1 070 ohms, soit la possibilité d’initierenviron 900 détonateurs moyenne intensité avectiges cuivre de 4 m de long,

• Avec des détonateurs HI (In = 13 A)

Résistance totale maximum du circuit (ligne de tircomprise) : 150 ohms, soit la possibilité d’initierenviron 190 détonateurs haute intensité avec tigescuivre de 4 m de long.

Suivant les possibilités les précautions à prendresont les suivantes :

- soit évacuer les engins électriques et mettre horstension les installations électriques situées à proxi-mité des lieux où l’on charge,

- soit utiliser des détonateurs haute intensité ou desdétonateurs non électriques.

En ce qui concerne l’orage les quantités d’énergiemises en œuvre sont telles que même les détona-teurs haute intensité n’assurent pas une protectionabsolue. En cas de menace d’orage, il ne faut pascommencer le chargement et si l’on est surpris ilfaut évacuer immédiatement le chantier en assurantle gardiennage du périmètre dangereux.

Remarque : A propos de l’utilisation des détona-teurs haute intensité il convient de signaler :

- la difficulté de la détection de certaines anomaliesdans la réalisation du circuit de tir lors du contrôle àl’ohmmètre du fait de la très faible résistance de latête d’amorce (0,05 au lieu de 0,5 pour un détona-teur moyenne intensité)

- le risque de raté si l’isolement des conducteurs ducircuit de tir est défectueux. En effet la différence depotentiel importante engendrée par les exploseursdevant être utilisés (1 000 à 3 000 volts) peut fairejaillir des arcs conducteurs dissipant ainsi une partiede l’énergie envoyée dans le circuit.

L’emploi de ce type de détonateur est donc plusdélicat que l’emploi des détonateurs moyenneintensité.

Il est donc nécessaire de contrôler soigneusementque le raccordement en série de tous les détona-teurs a été correctement réalisé et que toutes lesconnexions sont bien isolées. De plus on ne doitutiliser qu’une ligne de tir en parfait état.

4.2 - Non fonctionnements (ratés)

Les non fonctionnements de détonateurs ont pourorigine

- soit une insuffisance de courant

- soit un incident empêchant l’initiation du détona-teur.

4.2.1 - Insuffisance de courantCette insuffisance peut provenir d’une des causessuivantes :

- la sensibilité électrique n’est pas identique pourtous les détonateurs de la volée (mélange de HI etde MI)

- l’exploseur ne débite pas un courant d’intensitésuffisante (exploseur en mauvais état ou mal adaptéà la volée à tirer)

- le circuit de tir est défectueux (isolement, résistan-ce des connexions, fuites dans le sol). Pour éviterces incidents il convient de :

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(1) Commercialisation en France par “NOBEL EXPLOSIF FRANCE”

� Fig. 5 - Exploseur SCHAFFLER (type 922)

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4.2.2 - Incidents s’opposant à l’initiation- Tiges du détonateur coupées- Tiges du détonateur en court-circuit- Partie de la volée en court-circuit ou mise à laterre accidentellement à cause de connexions malisolées- Ligne de tir en court-circuit franc.Pour éviter ces incidents il convient (en plus desrecommandations du paragraphe 4.2.1) de ne pasutiliser pour le bourrage des matériaux risquant decouper ou de dénuder les fils.

5 - REGLEMENTATION

Arrêté du 15 mai 1974 :

Obligation, par voie de dispositions générales, deposséder le certificat d’aptitude au minage pourmettre en œuvre les explosifs

Loi du 2 juillet 1979 et décret du 15 décembre1980:

reprenant le défaut de déclaration de disparition deproduits explosifs

Décret du 21 octobre 1981 et ses arrêtés d’appli-cation du 3 mars 1982 :

Marquage, détention, transport et emploi des pro-duits explosifs

Décret du 27 mars 1987 :

Emploi des explosifs dans les travaux du bâtiment,les travaux publics et les travaux agricoles

Arrêté du 10 juillet 1987 :

Conditions de délivrance du permis de tir

Arrêté du 21 octobre 1987 :

Amorçage fond de trou des mines profondes verticales

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Malgré le respect de toutes ces précautions,une anomalie peut toujours se glisser dans laréalisation du circuit de tir. Il est donc indis-pensable, avant de tirer, de procéder à undernier contrôle basé sur la mesure de larésistance du circuit à l’aide d’un ohmmètred’un type agréé. Si une anomalie est détec-tée il convient de la traiter avant de tirer.

A noter que ce contrôle à l’ohmmètre ne per-met pas, dans une volée importante, du faitde la précision relative des mesures, de déce-ler une irrégularité n’intéressant qu’un ou deuxdétonateurs. Ce sera le cas par exemple pourun détonateur non relié à l’ensemble de lavolée ou pour un détonateur dont les deux filsde la tige seront en court-circuit.